2023年初中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)：自然界的水

自然界的水(人類擁有的水資源)

(1)世界水資源概況

地球表面約71%被水覆蓋，海洋是地球上最大的儲(chǔ)水庫(kù)，其儲(chǔ)水量約占全球總儲(chǔ)水量的96.5%。

淡水約占全球總儲(chǔ)水量的2.53%。

海水中含有的化學(xué)元素有80多種。

(2)我國(guó)的水資源概況

❤我國(guó)水資源總量居世界第六位。

❤我國(guó)人均水量約為世界人均水量的四分之一。

愛(ài)護(hù)水資源

(1)節(jié)約用水

❤工業(yè)上，提高水的重復(fù)率;農(nóng)業(yè)上，農(nóng)業(yè)和園林澆灌改大水漫灌為噴灌和滴灌;

❤生活中，如關(guān)緊身邊的水龍頭，更換滴水、漏水的水龍頭，生活用水重復(fù)使用，如用淘米水澆花。

(2)水體污染的來(lái)源：工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)污染、生活污染。

❤工業(yè)污染：廢水、廢渣、廢氣(工業(yè)“三廢”)。

❤農(nóng)業(yè)污染：化肥、農(nóng)藥的不合理使用。

❤生活污染：含磷洗滌劑的大量使用、生活污水的任意排放等。

(3)防水體污染

❤工業(yè)上，應(yīng)用新技術(shù)、新工藝減少污染物的產(chǎn)生，同時(shí)對(duì)污染的水體處理符合標(biāo)準(zhǔn)后再排放;

❤農(nóng)業(yè)上，提倡使用農(nóng)家肥，合理使用化肥和農(nóng)藥;

❤生活污水要逐步實(shí)現(xiàn)集中處理和排放。

❤加強(qiáng)水質(zhì)的質(zhì)量檢測(cè)

水的凈化(過(guò)濾、吸附、蒸餾)

(1)純水和天然水

❤純水是無(wú)色、無(wú)臭、清澈透明的——純凈物

❤而自然界中的河水、湖水、井水等天然水里由于含有許多可溶性和不溶性雜質(zhì)，因此常呈渾濁。——混合物

(2)自來(lái)水廠凈水過(guò)程

取——從水庫(kù)中取水

加——加絮凝劑(明礬)，使懸浮的顆粒狀雜質(zhì)被吸附凝聚。

沉——在反應(yīng)沉淀池中沉降分離，使水澄清。

濾——將沉淀池中流出的較澄清的水通入過(guò)濾池中，進(jìn)一步除去不溶性雜質(zhì)

吸——再將水引入活性炭吸附池，除去水中臭味和殘留的顆粒較小的不溶性雜質(zhì)

投——投藥消毒(通常通入氯氣的方法)除去細(xì)菌，殺菌后的水就是可以飲用的自來(lái)水，通過(guò)配水泵供給用戶。但水中仍然含有可以溶于水的一些雜質(zhì)，所以還是混合物。【它是一個(gè)化學(xué)變化過(guò)程，因?yàn)槌ゲ【倪^(guò)程，就是把病菌變成其他物質(zhì)的過(guò)程。】

(3)常用的凈水方法

Ⅰ.沉淀——除去不溶性雜質(zhì)

使不溶性的沉淀沉降下來(lái)，并與水分層。

Ⅱ.過(guò)濾——除去不溶性雜質(zhì)

把液體與不溶于該液體的固體分開(kāi)。

1)操作步驟：

①取渾濁的天然水，加入3鑰匙明礬粉末，攪拌溶解后，靜置。

②準(zhǔn)備過(guò)濾器，圓形濾紙，三層濾紙，折好后放入漏斗，使之緊貼漏斗壁。

2)操作要點(diǎn)：“一貼二低三靠”：

一貼：濾紙緊貼漏斗的內(nèi)壁;用少量水浸潤(rùn)濾紙并使得濾紙與漏斗之間不要有氣泡。

二低：過(guò)濾時(shí)濾紙的邊緣應(yīng)低于漏斗的邊緣;漏斗內(nèi)液體的液面低于濾紙的邊緣。

三靠：傾倒液體的燒杯嘴緊靠引流的玻璃棒;玻璃棒的末端輕輕靠在三層濾紙的一邊;漏斗下端緊靠燒杯內(nèi)壁。

3)濾液仍然渾濁的可能原因：濾紙破損;液面超過(guò)濾紙邊緣;漏斗或燒杯不干凈。

Ⅲ.吸附——除去部分不溶性雜質(zhì)、可溶性雜質(zhì)、臭味、色素等。

利用活性炭等具有吸附作用的物質(zhì)把水中的一些不溶性雜質(zhì)、部分可溶性雜質(zhì)吸附在表面而除去。

Ⅳ.蒸餾——除去可溶性雜質(zhì)和不溶性雜質(zhì).

通過(guò)加熱的方法使水變成水蒸氣后冷凝成水。

實(shí)驗(yàn)步驟：

1)在燒瓶中加入1/3體積的硬水，再加入幾粒沸石或碎瓷片，使各連接部位嚴(yán)密不漏氣。

2)連接好裝置，使各部分嚴(yán)密不漏氣，加熱燒瓶，注意不要使液態(tài)沸騰得太劇烈，以防止液體通過(guò)導(dǎo)管之間流到試管里。

3)棄去開(kāi)始蒸餾出的部分液態(tài)，收集到10ml左右蒸餾水后，停止加熱，用肥皂水比較蒸餾前后的硬度變化。

注意事項(xiàng)：

1)蒸餾燒瓶中的液體不能超過(guò)其球部容積的2/3，也不能少于1/3;

2)加熱時(shí)不得將液體全部蒸干;

3)冷卻水的方向是下進(jìn)上出，即“下口進(jìn)水，上口出水”;(冷卻水的流向與蒸氣的流向相反，這種逆流冷卻可以達(dá)到最好的冷卻效果。)

4)溫度計(jì)的水銀球的上緣要恰好與蒸餾燒瓶支管口的下緣在同一水平線上;

5)加幾塊碎瓷片或沸石可以防止加熱時(shí)液體暴沸而劇烈跳動(dòng);

6)蒸餾燒瓶下面需墊上石棉網(wǎng)，以防炸裂蒸餾燒瓶;

7)開(kāi)始收集到的液體因與某些器壁接觸可能會(huì)引入雜質(zhì)，因而棄去。

【總結(jié)】

❤以上四種凈水方法(沉淀、過(guò)濾、吸附、蒸餾)均為物理方法。

❤用蒸餾方法得到的水為純凈物，其他三種方法得到的水均為混合物。

❤一般的凈水過(guò)程，通常都是幾種凈水方法綜合運(yùn)用，這樣凈化水的效果更好。

硬水與軟水(鑒別、轉(zhuǎn)化)

(1)定義

硬水：含較多可溶性鈣、鎂化合物的水。

軟水：不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水。

(2)鑒別硬水和軟水(鑒別蒸餾水和礦泉水)：

把等量的肥皂水分別加入到盛有等量的軟水、硬水的燒杯中，攪拌。

軟水：產(chǎn)生大量泡沫，浮渣少;硬水：不產(chǎn)生泡沫或泡沫少，浮渣多;

(3)硬水給生活和生產(chǎn)帶來(lái)的危害

①用硬水洗滌衣服，既浪費(fèi)肥皂也洗不凈衣服，時(shí)間長(zhǎng)了還會(huì)使衣服變硬。

②鍋爐用水硬度高十分危險(xiǎn)，因?yàn)殄仩t內(nèi)結(jié)垢后不僅浪費(fèi)燃料，而且會(huì)使鍋爐內(nèi)管道局部過(guò)熱，易引起管道變形或損壞，嚴(yán)重時(shí)還可能引起爆炸。

(4)硬水的軟化

❤生活中降低水的硬度的方法：煮沸。

❤工業(yè)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中軟化硬水的方法：蒸餾、離子交換法。

水的電解、水的宏觀組成與微觀構(gòu)成兩級(jí)產(chǎn)物的性質(zhì)及檢驗(yàn)

(1)從氫氣燃燒探究水的組成

Ⅰ.氫氣的物理性質(zhì)

無(wú)色無(wú)味的氣體，難溶于水，密度比空氣小。

Ⅱ.氫氣的驗(yàn)純

操作：用拇指堵住集滿氫氣的試管口(注意試管口要朝下)。靠近火焰，移開(kāi)拇指點(diǎn)火。

結(jié)論：發(fā)出尖銳爆鳴聲表明氫氣不純，聲音很小則表示氫氣較純。

混有一定量空氣或氧氣的氫氣與明火會(huì)發(fā)生爆炸。

點(diǎn)燃任何可燃性氣體(如氫氣、一氧化碳等)之前都要檢驗(yàn)氣體的純度，以防止發(fā)生爆炸。

Ⅲ.氫氣的化學(xué)性質(zhì)

H2：可燃性2H2+O2

2H2O(淡藍(lán)色火焰)

結(jié)論：氫氣在空氣中能燃燒，生成水，放出熱量;水中含有氫元素和氧元素。

Ⅳ.氫氣的用途

充灌探空氣球——密度最小的氣體。

作高能燃料——可燃性。

(2)水的電解實(shí)驗(yàn)探究水的組成

Ⅰ.水的電解實(shí)驗(yàn)

①實(shí)驗(yàn)操作：往電解器玻璃管里注滿水，接通直流電源，觀察現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，停止通電。

②實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

❤通電一段時(shí)間后，看到兩個(gè)電極上都有氣泡產(chǎn)生。

❤與正極相連的試管內(nèi)收集的氣體體積小，與負(fù)極相連的試管內(nèi)收集的氣體體積大。前者與后者體積比約為1:2。

③氣體的檢驗(yàn)：

正極：試管1中的氣體可使帶火星的木條復(fù)燃，說(shuō)明是氧氣;

負(fù)極：將試管2中的氣體移近火焰時(shí)，氣體能夠燃燒，火焰呈淡藍(lán)色，如氣體量少，可能發(fā)出爆鳴聲，證明是氫氣。

④結(jié)論：

❤水在通電條件下，發(fā)生了分解反應(yīng)，生成了氫氣和氧氣。

❤正極：氧氣;負(fù)極：氫氣;正極負(fù)極體積比：1:2

❤方程式：2H2O

2H2↑+O2↑

Ⅱ. 從微觀角度理解水的電解

當(dāng)水分子分解時(shí)，生成了氧原子和氫原子，2個(gè)氫原子結(jié)合成1個(gè)氫分子，很多氫分子聚集成氫氣;2個(gè)氧原子結(jié)合成1個(gè)氧分子，很多氧分子聚集成氧氣。

Ⅲ.水的組成

宏觀：水是由氫元素、氧元素組成;微觀：水由大量水分子構(gòu)成;1個(gè)水分子由2個(gè)氫原子和1個(gè)氧原子構(gòu)成;

【拓展】鐵絲在氧氣中燃燒，集氣瓶底部放少量水的原因：防止熔融物濺落炸裂集氣瓶底部。

硫在氧氣中燃燒，集氣瓶底部放少量水的原因：吸收二氧化硫，防止污染空氣。

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